KR940008599B1 - 세탁기의 세탁 제어방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

세탁기의 세탁 제어방법

제1도는 본 발명에 이용되는 광센서가 부착된 세탁기의 개략적인 단면도.

제2도는 본 발명에 이용되는 세탁기의 제어 블록도.

제3도는 제2도의 주요 구성부분에 대한 회로도.

제4도는 본 발명에 적용되는 신경망의 구조도.

제5도(a)(b)는 본 발명에 적용되는 세탁물의 오염도에 따른 멤버쉽 함수 관계도.

제5도(c)는 본 발명에 적용되는 세탁물의 오염도에 따른 제어 규칙 관계도.

제5도(d)(e)는 본 발명에 적용되는 세제 변수에 따른 멤버쉽 함수 관계도.

제5도(f)는 본 발명에 적용되는 세제에 따른 세탁제어 규칙에 대한 그래프도.

제6도는 본 발명에 적용되는 퍼지추론의 도시화를 도시한 그래프도.

제7도는 본 발명의 동작순서를 도시한 플로우챠트.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 마이크로컴퓨터 20 : 전원부

60 : 부하단 70 : 광센서제어부

본 발명은 신경망에 의한 학습과 퍼지(fuzzy) 집합이론을 적용하여 최적의 세탁이 수행되도록 할 수 있는 세탁기의 세탁 제어방법에 관한 것이다.

종래의 전자동 세탁기에 있어서는, 세탁시간, 헹굼회수 및 탈수시간등이 정해지면 세탁조내에 투입된 세탁물의 오염도나 헹굼도, 탈수정도에 무관하게 세탁, 헹굼, 탈수가 순차적으로 진행되거나, 세제 구분없이 세탁물에 묻어 있는 오염물(때)이 제거되는 포화시간만을 조정할뿐, 소비자가 임의로 세탁조내에 투입한 세제가 어떤 종류인지도 판별되지 않은 상태에서 세탁이 행해짐으로써 세제특성 및 오염량과 질에 따른 세탁시간 및 헹굼제어에 어려움이 있었다.

즉, 포화시간이 긴 액체세제가 세탁기에 투입되었을 경우 포화시간이 짧은 분말세제보다 적은량의 오염이거나 오염량이 적더라도 세탁시간은 길어지는등 세탁시간제어에 있어 각 세제(액체, 분말등)에 대한 특성이 고려되지 않았던 것이다.

또한, 그외의 세제특성 즉, 투입된 세제량 및 세제용해도 등도 고려하지 않았고, 이에 따라 오염량과 질에 대한 정확한 판별이 곤란하여 세탁시간 및 헹굼제어에 어려움이 많았다. 이에 따라 세탁효율 및 헹굼도 저하, 탈수효율저하, 전력손실등이 초래되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 종래의 여러 가지 문제점을 감안해서 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은, 세탁조내에 투입된 세제의 종류를 신경망에 의해 판별하여 세제판단오류를 줄이고 동일오염량 및 질에 대해서는 세제(액체, 분말)에 따른 차이없이 세탁조내에 투입된 세제량 및 용해도, 세탁물에 대한 세탁시간이 자동적으로 조절되도록 함으로서 세탁 및 헹굼 정도를 향상시킬 수 있는 세탁기의 세탁제어방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 세탁조내에 투입된 세탁물에 묻어 있는 오염도, 오염의 질, 세제량, 세제 용해도 등을 판별하여 이에 따른 퍼지추론을 행함으로써 각 행정의 시간, 회수 및 수류등급이 최적의 상태로 조절된 상태에서 세탁이 행해지도록 하는 세탁기의 세탁 제어방법을 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 세탁기의 세탁 제어방법은, 세탁조내에 투입된 세탁물량을 감지하고 이 감지된 세탁물량에 의거한 적합한 수위까지 급수후 세제를 투입하여 세탁 준비를 완료하는 제1단계와, 세탁이 수행되면 세탁조내에 투입된 세제로 인한 세탁수의 탁도를 감지하여 신경망에 의한 판별동작에 의해 투입된 세제의 종류를 판별하는 제2단계와, 상기 제2단계에서 판별된 세제의 종류에 의거하여 투입된 세제의 량 및 용해도, 투입된 세탁물의 오염도를 판별하는 제3단계와, 상기 제3단계에 의한 판별치에 의거하여 최적의 세탁이 수행되도록 세탁시간 등의 퍼지추론을 수행하는 제4단계와, 상기 제4단계에서 행해진 퍼지추론의 결과에 의거하여 세탁을 수행하는 제5단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이와 같은 단계에 의하면, 소비자가 임의로 세탁조내에 투입한 세제의 종류 및 세제량, 세제 용해도는 물론 세탁물에 묻어 있는 오염도, 오염의 종류 등을 판별하여 그에 알맞는 세탁시간으로 적절하게 가변시킨 후 세탁이 수행되도록 함으로써 최적의 세탁효율을 얻을 수 있는 것이다.

이하, 본 발명의 일실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명에 이용되는 광센서가 부착된 세탁기의 개략적인 단면도, 제2도는 본 발명에 이용되는 세탁기의 제어 블록도, 제3도는 제2도의 주요 구성부분에 대한 회로도, 제4도는 본 발명에 적용되는 신경망의 구조도, 제5도(a)(b)는 본 발명에 적용되는 세탁물의 오염도에 따른 멤버쉽 함수 관계도, 제5도(c)는 본 발명에 적용되는 세탁물의 오염도에 따른 제어 규칙 관계도, 제5도(d)(e)는 본 발명에 적용되는 세제변수에 따른 멤버쉽 함수 관계도, 제5도(f)는 본 발며에 적용되는 세제에 따른 세탁제어 규칙에 대한 그래프도, 제6도는 본 발명에 적용되는 퍼지추론의 도식화를 도시한 그래프도, 제7도는 본 발명의 동작순서를 도시한 플로우챠트이다.

제7도를 위주로하여 설명한다.

먼저, 스텝 S101에서는 세탁조(1)내에 세탁물을 투입한 상태에서 가정용 상용교류전원(21)을 인가하면 상기 상용교류전원(21)이 트랜스(22)에 의해 변압된 후 브릿지 정류기(23)에 의해 전파 정류된다.

이 전파정류된 직류전압은 전압레귤레이터(24)에 의해 일정한 전압으로 유지되면서 마이크로컴퓨터(10), 광센서 제어부(70), 수위센서(6) 등에 인가되어 각각의 수단들을 구동시킨다.

상기 세탁조(1)내에 세탁물이 투입됨에 따라 스텝 S102에서는 세탁조(1)내에 투입된 세탁물량을 감지하기 위한 초기설정수위까지 급수밸브(4)를 이용하여 급수하며 상기 급수되는 세탁수의 세탁조(1)내 수위를 수위센서(6)를 이용하여 감지한다.

상기 감지값은 마이크로컴퓨터(10)에 입력되면 스텝 S103에서는 설정된 초기 수위까지 급수되었으면(yes일 경우) 포량감지부(40)를 통해 입력되는 포량감지값을 이용하여 투입된 세탁물의 정확한 량을 판별한다(스텝 S104).

즉, 세탁수가 초기설정수위까지 급수되면 세탁조(1)내의 세탁물이 균열을 이루어서 정확한 문게가 감지됨으로써 세탁물량의 판별이 가능한 것이다.

상기 세탁조(1)내에 투입된 세탁물량이 정확하게 판별됨에 따라 스텝 S105에서는 마이크로컴퓨터(10)가 출력단자(O₁)를 통해서 하이레벨의 신호를 송출하여 급수밸브(4)를 동작시킴으로서 설정수위까지 급수되도록 제어하고, 스텝 S106에서 설정수위까지 급수가 완료되었으면(수위센서(6)의 감지값을 토대로 판별) 스텝 S107로 나아가서 세탁모터(2)를 구동하여 세탁을 수행토록 한다.

즉, 제3도에 도시한 바와 같이, 마이크로컴퓨터(10)는 출력단자(O3)와 출력단자(O4)를 통해서 일정시간 간격으로 하이레벨과 로우레벨의 신호를 교대로 송출함으로써 세탁모터(2)가 일정시간 동안은 우회전, 일정시간 동안은 좌회전을 연속 반복토록 하는 것이다.

이 동작의 일례를 들면, 만일 출력단자(O3)를 통해서 하이레벨의 신호를 송출하면 인버터(61)에 의해 상기 하이레벨의 신호가 로우레벨의 신호로 변환되고, 상기 변환된 로우레벨의 신호가 트라이액(TRIAC3)에 인가되면 전원부(20)로부터 교류 전압이 세탁모터(2)에 인가됨으로써 세탁모터(2)가 우회전하는 것이다.

물론, 상기 세탁모터(2)가 우회전하는 일정시간 동안은 트라이액(TRIAC4)이 동작하지 않아(마이크로컴퓨터(10)가 출력단자(O4)를 통해 로우레벨의 신호를 송출하므로) 세탁모터(2)의 좌회전이 행해지지 않으며, 세탁모터(2)의 좌, 우회전이 일정시간 간격으로 번갈아 행해지도록 마이크로컴퓨터(10)에서 제어하는 것이다.

이같은 세탁 동작이 일정시간 동안 수행되면 스텝 S108에서는 광센서제어부(70)의 광센서(72)에서 감지된 세탁조(1)내의 탁도(세제로 인한 탁도)를 판별한다.

즉, 마이크로컴퓨터(10)는 출련단자(O5)를 통해 하이레벨의 신호를 인버터(71)에 송출하고 이 하이레벨의 신호는 인버터(71)에 의해 로우레벨의 신호로 변환되어 발광다이오드(LED)를 발광시킨다.

상기 발광다이오드(LED)에서 발광되는 광은 수광트랜지스터(PQ1)에 의해 수광되어 전류로 변환 증폭하고 이 변환 증폭된 전류는 저항(R6)과 함께 일정 전압을 형성하여 그 전압값을 마이크로컴퓨터(10)의 입력단자(I3)에 입력시킨다.

상기 마이크로컴퓨터(10)에 입력된 전압값은 마이크로컴퓨터(10)에 내장된 A/D 변환기에 의해 디지털데이타로 변환되어서 세탁조(1)내의 탁도 변화 추이를 판단한다.

즉, 세탁조(1)내에 투입된 세제의 종류를 판단하는 것이다.

상기 세제의 구분은 세탁조(1)내의 세탁수가 세탁물에 묻어 있는 오염물질(때)에 의해 오염되기 이전의 투입 세제로 인한 세탁조(1)내의 세탁수의 탁도값과 그 변화량을 감지함으로써 이루어진다.

즉, 시판하는 여러종류의 세제로 인해 발생된 탁도에 의거한 광센서 전압레벨과 그 변화량에 대한 데이터를 근거로 제4도에 도시한 바와 같이 입력뉴련 2개(P₁, P₂), 중간뉴런 7개(H1∼H7), 출력뉴련 3개(Q₁, Q₂, Q₃)로 구성된 신경망을 이용해서 학습을 수행시킨다.

입력뉴련(P₁, P₂)은 세탁초기 오염에 의해 탁도값이 영향을 받지 않는 시점인 오염이 혼합되기 이전의 광센서 전압레벨과 그 일정시간 동안의 전압레벨의 변화량이 되고, 이 값들은 신경망 입력으로 사용되기 위하여 0과 1 사이의 값으로 각각 정규화된다.

중간뉴런(H1∼H7)은 비선형적인 영역분할 능력을 신경망에 제공한다.

출력뉴련(Q₁, Q₂, Q₃)은 액체, 분말, 분말이면서 액체로 구분되는 세제로 출력값이 가장 큰 뉴런에 따라 각각 판정하게 된다.

이와 같은 구조의 신경망을 통한 학습에 의해 구분된 세제는 세탁시간 제어시 각 세제에 적합한 룰을 적용하기 위한 참고자료가 된다.

이와 같은 세제 종류 판별동작이 수행된 후에는 스텝 S111에서 세제의 특성과 세탁물에 묻어 있는 오염의 정도를 판별하는 동작을 수행한다.

즉, 광센서(72)가 오염물질이 세탁수에 혼합되기 이전에 세탁조(1)의 세탁수탁도 및 그 변환량을 감지하여 마이크로컴퓨터(1)에 그 감지값을 입력함으로써 세제량과 세제용해도를 판별하는 반면에 세탁물에 묻어있는 오염물질이나 오염물질의 종류는 상기 오염물질이 세탁수에 혼합된 후 발생되는 탁도값과 일정 시간동안의 탁도 변화값으로 판별하는 것이다.

세탁수의 탁도를 감지해서 세탁물의 오염량 판단(고/중/소), 오염의 종류(질)판단(기름/혼합(기름+먼지)/먼지)을 시행하여 얻은 정보에 따라 세탁시간을 제어하므로 세탁물량이 같아도 오염량이 많다고 판단되면 적다고 판단되었을 경우보다 세탁시간을 길게 해준다. 또한 기름오염이라고 판단되면 먼지오염일 때 보다는 길게 해주는 등 일반적 경험론이나 지식을 체계화 한다.

더불어, 세제특성, 즉, 세제량 및 용해도에 따라서 세제량이 많고 용해도가 작으면 용해도가 높아지는 지점에서 오염량에 변화를 줄 수 있으므로 세탁시간을 좀더 길게 하고 세제량이 많고 용해도가 크면 세탁시간을 짧게 하고, 세제량이 작고 용해도가 크면 오염량에 가중치를 크게해서 오염량에 따라 세탁시간이 조절되게 하는 등 소비자가 어떤 세제, 어떤 세탁물을 얼마만큼 넣든지 모든 사항을 고려하여 세탁시간을 제어할 수 있게 한다.

세탁조내의 탁도의 크기와 변화를 감지해, 세제량 및 용해도와 오염량과 종류를 멤버쉽 함수화 한다.

멤버쉽 함수의 가능성〔ø, 1〕은 각각 함수에 속할 가능성을 표시하며, 예를들어 어느 탁도가 높다에 0.2보통이다에 0.8의 가능성이 되었다면 보통보다 조금 탁도가 높다는 언어적 애매한 표현을 정량화한 것이다.

제5도(a)(b)(d)(e)는 각 입력 변수의 멤버쉽 함수이고 이를 이용해서 최소·최대의 방법으로 제5도(c)(f)에 도시한 것과 같이 최적의 함수로 나타낸다. 또한 제5도(c)(f)에 도시한 최적의 함수에 의해 얻어낸 시간요소로 구성되어 정량화된 데이터를 일정한 방법(집합이론을 적용하여 설정)으로 제6도에 도시한 바와 같이 최적의 세탁 완료시간을 설정한다.

이같이 스텝 S110, S111, S112의 동작이 행해짐에 따라 스텝 S113에서는 S112에서 얻어진 최적의 세탁시간에 의거하여 세탁을 수행한다.

이와 같이 본 발명의 세탁기의 세탁 제어방법에 의하면, 신경망에 의한 학습과 퍼지추론을 조합하여 좀더 효율적인 세탁방법을 제시하고, 각세제(분말, 액체등)가 갖는 특성을 고려하여 세제 판단 오류로 인한 세탁시간 및 헹굼제어를 극복하고 오염량과 질 뿐만 아니라 세제량 및 용해도까지 고려하여 최적의 조건하에서 세탁을 수행함으로써 전기적 낭비를 줄이고 세탁효율을 향상시킨다는 뛰어난 효과가 있다.

Claims (3)

1. 세탁, 헹굼, 탈수가 전자동으로 행해지는 세탁기에 있어서, 세탁조내에 투입된 세탁물량을 감지하고 이 감지된 세탁물량에 의거한 적합한 수위까지 급수후 세제를 투입하여 세탁 준비를 완료하는 제1단계와, 세탁이 수행되면 세탁조내에 투입된 세제로 인한 세탁수의 탁도를 감지하여 신경망에 의한 판별동작에 의해 투입된 세제의 종류를 판별하는 제2단계와, 상기 제2단계에서 판별된 세제의 종류에 의거하여 투입된 세제의 량 및 용해도, 투입된 세탁물의 오염도를 판별하는 제3단계와, 상기 제3단계에 의한 판별치에 의거하여 최적의 세탁이 수행되도록 세탁시간 등의 퍼지추론을 수행하는 제4단계와, 상기 제4단계에서 행해진 퍼지추론의 결과에 의거하여 세탁을 수행하는 제5단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 세탁기의 세탁 제어방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 신경망에 의한 세제 종류판별 동작은 광센서에 의해 감지된 세탁조내의 세탁수의 탁도값을 토대로 수행되며, 입력뉴련, 중간뉴련, 출력뉴련 등으로 이루어져서 액체세제, 분말세제, 분말세제이면서 액체세제등으로 판별하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 세탁 제어방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 퍼지추론은 세탁물에 묻어 있는 오염의 질, 량, 종류와 세제의 종류, 세제량, 용해도에 의거하여 최적의 세탁시간이 결정되도록 행해지는 것을 특징으로 하는 세탁기의 세탁 제어방법.